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문제 정의
- 본 연구는 멥쌀가루를 볶은 다음 우유와 함께 가열하는 타락죽의 조리방법에서는 멥쌀가루의 볶음조건이 타락죽의 품질 특성에 중요한 영향을 미치는 요인이 되고 있으므로 볶음 온도와 시간을 달리하여 멥쌀가루를 볶은 후 멥쌀가루의 이화학적 성질과 볶음조건에 따른 타락죽의 품질특성을 연구하여 타락죽의 제품화를 위한 기초를 제공하고자 한다.
가설 설정
- 1)CYA means the sum of cysteine and cysteic acid.
- 1)To, Tp, Tc are onset, peak, completion temperatures and ΔH is transition enthalpy for gelatinization, respectively. Values are means (standard deviation) of three experiments.
- 1)Values are means (standard deviation) of 4 replicates. Means with different letters within the same column are significantly different at p<0.
- 3)Total and free amino acids in parenthesis means dry basis.
제안 방법
- 5 mL 증류수에 분산하였다. 30μL를 취하여 pulsed ampermetric detection이 장착된 high pH anion exchange chromatography(HPAEC-PAD)를 사용하여 분석하였다. 구성 당의 함량은 CarboPac RM column(4.
- 60°C 로 유지된 시료 20g을 원통(지름 3cm × 높이 4.5 cm)에 채워 넣고 1분이 지난 후 원통을 들어 올려 1분간 퍼지도록 한 후, 4군데 부위에서 퍼진 거리를 측정하여 평균값을 구하였다.
- 시료 및 표준용액 주입량은 각각 30μL와 4gL이었다. HPLC 분석은 Pico-tag column(3.9×300 mm)을 사용하여 컬럼온도 46°C에서 1.4 nN NaHAc, 0.1% TEA, 6% CH3CN혼합용매 (pH 6.1× 사용하여 용출하였다. 용출된 시료는 UV 검출기로 254nm에서 검출되었으며 flow rate는 1.
- 1) 1000 μL에 용해하였다. Microcentrifuge한 후 상등액을 취하여 HPLC(Hewlett Packard 1100 Series)를 사용하여 분석하였다. 유리아미노산 분석은 시료를 가수분해하지 않고 총아미노산 함량과 동일한 방법으로 분석하였다.
- 볶음조건에 따른 타락죽은 완성될 때마다 수분 증발을 막기 위하여 비커의 상부를 알미늄호일로 덮고 실온에서 방치하여, 7종류의 타락죽이 모두 완성되면 난수표에 의해 3자리의 숫자로 매겨진 검사용기에 약 30g씩 담았다. 검사 전 water bath에서 60℃로 시료를 데운 후 complete block experimental design으로 한 사람이 대조구를 포함하여 7종류의 시료 모두를 한번에 검사하도록 시료를 제시하였다. 이러한 실험을 사흘에 걸쳐 3회 반복하였다.
- 관능평가를 위한 타락죽 제조 시 재료의 배합비율은 예비실험을 통하여 멥쌀가루와 우유의 배합비율을 10배(w/w)가 되도록 하였다. 타락죽의 가열온도는 DSC 측정에 의한 멥쌀가루의 호화특성 (Table 5)으로부터 대조구의 최대 호화온도를 기준으로 하였다.
- 30μL를 취하여 pulsed ampermetric detection이 장착된 high pH anion exchange chromatography(HPAEC-PAD)를 사용하여 분석하였다. 구성 당의 함량은 CarboPac RM column(4.5 × 250 mm, Dionex, Sunnyvale, CA, USA) 과 guard column(4.5 × 50mm)이 장치된 Bio-LC DX-300(Dionex, Sunnyvale, CA,USA)를 사용하여 측정하였다. 단당류는 16 mM NaOH로 1 mL/min의 속도로 분리되고 pulsed electrochemical detector (PED2)로 동정하였다.
- 멥쌀가루의 수분함량은 시료 5g을 적외선 수분측정기(MB45, Ohaus, Switzerland)를 이용하여 3회 반복 측정하여평균값으로 나타내었다. 단백질함량은 시료 1g을 단백질 분석기(FP2000, Leco, USA)를 이용하여 총 질소함량을 측정하고 질소계수(5.95)를 곱한 값을 단백질함량으로 계산하여 3 회 반복한 후 평균값으로 표시하였다.
- 멥쌀가루 10mg을 6N HC1 혹은 2M trifluoroacetic acid (TFA)로 KMFC에서 4시간 가수분해하고, 가수분해물은 Speed-Vac(Sarvant Instruments Inc., Holbrook, NY, USA)을 사용하여 건조될 때까지 증발하고 0.5 mL 증류수에 분산하였다. 30μL를 취하여 pulsed ampermetric detection이 장착된 high pH anion exchange chromatography(HPAEC-PAD)를 사용하여 분석하였다.
- 이로부터 볶은 멥쌀가루 15 g을 400 mL 비커에 넣고 우유 150 g을 가하여 잘 저어서 분산시킨 다음 5 분간 실온에 방치하였다. 멥쌀가루-우유 혼합물이 담긴 비커를 water bath에 담근 후 크램프로 고정하고, 비커 상부에Lab stirrer(MS-3030, Tops, Korea)를 장치하고 impeller를 고정하여 water bath에서 타락죽을 저어 주면서 죽의 내부온도가 69°C가 되도록 water bath 온도를 조절한 후, 10분간은 느리게 (speed 6), 20분간은 빠르게 (speed 8) 저어주면서 총 30분간 가열하였다. 완료 5분 전에 0.
- 볶은 멥쌀가루 및 타락죽의 호화특성은 시차주사열량기(DSC, Seiko Instrument, DSC 6100, Chiba, Japan)를 사용하여 측정하였다. 알루미늄 팬(Seiko Instrument, Chiba, Japan)위에 시료 2 mg을 넣고 현탁액의 수분함량이 80%가 되도록 증류수를 넣은 후 즉시 밀봉하여 실온에서 하루 밤 방치한후 측정하였다.
- 볶음온도와 시간이 다른 멥쌀가루의 회절양상은 X-raydiffractometer(X'pert-APD, Philips, USA)를 사용하여 target: Cu-Ka, filter: Ni, voltage: 35 kV, current: 25 mA의 조건에서 회절각도(2θ) 5-60° 범위에서 회절시켜 분석하였다. 타락죽의 X-선 회절도는 타락죽을 동결건조(Freeze dryer, Ⅱ Sin, Korea)한 다음 분쇄하여 체(180~355 ㎛)에 친 후 분석하였다.
- 평가항목은 타락죽의 색 (color), 알갱이 짐 (gritty texture), 죽의 점성 (viscosity) 고소한 맛(roasted nutty taste) 및 전체적인 선호도(overall prefer-ence)에 대하여 1~9점으로 자극의 강도가 강한 것에 높은 점수를 주도록 하였다. 볶음조건에 따른 타락죽은 완성될 때마다 수분 증발을 막기 위하여 비커의 상부를 알미늄호일로 덮고 실온에서 방치하여, 7종류의 타락죽이 모두 완성되면 난수표에 의해 3자리의 숫자로 매겨진 검사용기에 약 30g씩 담았다. 검사 전 water bath에서 60℃로 시료를 데운 후 complete block experimental design으로 한 사람이 대조구를 포함하여 7종류의 시료 모두를 한번에 검사하도록 시료를 제시하였다.
- 넣지 않고 빻은 후 두 손으로 가루를 비벼서 고르게 하였다. 습식제분한 멥쌀가루 300g을 네모난 팬(28X35X4cm)에 고르게 펴서 열풍건조기(조선과학기계제작소, 한국)에서 40℃에서 5시간 동안 건조시킨 멥쌀가루를 대조구로 하였다. 건조된 쌀가루는 덩어리지지 않게 균일하도록 체(355 ㎛)를내린 후 볶기 전 까지 냉동(-20℃) 보관하였다.
- 알루미늄 팬(Seiko Instrument, Chiba, Japan)위에 시료 2 mg을 넣고 현탁액의 수분함량이 80%가 되도록 증류수를 넣은 후 즉시 밀봉하여 실온에서 하루 밤 방치한후 측정하였다. 시료를 10-170℃까지 fC/min의 속도로 가열하였으며 이로부터 얻은 DSC thermogram상으로부터 호화개시온도(To), 최대호화온도(Tp), 호화종결온도(Tm) 및 엔탈피 (ΔH)를 즉정하였으며 이 때 indium과 tin을 사용하여 온도와 엔탈피 값을 보정하였다.
- 단당류는 16 mM NaOH로 1 mL/min의 속도로 분리되고 pulsed electrochemical detector (PED2)로 동정하였다. 실험조건은 E1 = 0.05 V, tl=400ms; E2 = 0.75 V t2 = 200 ms; and E3 = -0.15 Y t3 = 400ms 이었으며, on-line chromatography software, AI-450(Dionex, Sunnyvale, CA, USA)로 분석하였다.
- 측정하였다. 알루미늄 팬(Seiko Instrument, Chiba, Japan)위에 시료 2 mg을 넣고 현탁액의 수분함량이 80%가 되도록 증류수를 넣은 후 즉시 밀봉하여 실온에서 하루 밤 방치한후 측정하였다. 시료를 10-170℃까지 fC/min의 속도로 가열하였으며 이로부터 얻은 DSC thermogram상으로부터 호화개시온도(To), 최대호화온도(Tp), 호화종결온도(Tm) 및 엔탈피 (ΔH)를 즉정하였으며 이 때 indium과 tin을 사용하여 온도와 엔탈피 값을 보정하였다.
- Microcentrifuge한 후 상등액을 취하여 HPLC(Hewlett Packard 1100 Series)를 사용하여 분석하였다. 유리아미노산 분석은 시료를 가수분해하지 않고 총아미노산 함량과 동일한 방법으로 분석하였다.
- 전통적인 타락죽 제조 시에 사용하는 노르스름한 멥쌀가루를 얻기 위하여 건조한 멥쌀가루 40g을 원형의 팬(지름 21cmX 높이 4 cm)에 5 nun 이하로 얇게 펴서 고르게 볶아질 수 있도록 한 후 열풍건조기에서 145, 165, 185℃에서 각각 25분과 40분간 볶았다. 1시간 실온에 방치하여 식힌 후체(180~355^m)에 내려 진공 비닐백에 넣어 실험에 이용되기 전까지 냉동(-20℃) 보관하였다.
- 타락죽의 X-선 회절도는 타락죽을 동결건조(Freeze dryer, Ⅱ Sin, Korea)한 다음 분쇄하여 체(180~355 ㎛)에 친 후 분석하였다.
- 하였다. 타락죽의 가열온도는 DSC 측정에 의한 멥쌀가루의 호화특성 (Table 5)으로부터 대조구의 최대 호화온도를 기준으로 하였다. 이로부터 볶은 멥쌀가루 15 g을 400 mL 비커에 넣고 우유 150 g을 가하여 잘 저어서 분산시킨 다음 5 분간 실온에 방치하였다.
- 타락죽의 점도는 조리 후 수분 증발을 막기 위하여 비커의 상부를 알미늄호일로 덮고 실온에 방치하여 죽의 온도가6(TC가 되었을 때 Brookfield digital viscometer(Model DV- I+. Brookfield Engineering, USA)> 이용하여 측정하였다. Small sample adaptor(SSA, Brookfield Engineering, USA)에약 8 g의 시료를 담아 스핀들 No.
- 대상으로 평가를 실시하였다. 평가항목은 타락죽의 색 (color), 알갱이 짐 (gritty texture), 죽의 점성 (viscosity) 고소한 맛(roasted nutty taste) 및 전체적인 선호도(overall prefer-ence)에 대하여 1~9점으로 자극의 강도가 강한 것에 높은 점수를 주도록 하였다. 볶음조건에 따른 타락죽은 완성될 때마다 수분 증발을 막기 위하여 비커의 상부를 알미늄호일로 덮고 실온에서 방치하여, 7종류의 타락죽이 모두 완성되면 난수표에 의해 3자리의 숫자로 매겨진 검사용기에 약 30g씩 담았다.
대상 데이터
- 관능평 가원은 고려대학교 가정교육과 대학원생과 학부생 16명을 대상으로 평가를 실시하였다. 평가항목은 타락죽의 색 (color), 알갱이 짐 (gritty texture), 죽의 점성 (viscosity) 고소한 맛(roasted nutty taste) 및 전체적인 선호도(overall prefer-ence)에 대하여 1~9점으로 자극의 강도가 강한 것에 높은 점수를 주도록 하였다.
- 그밖에 우유(서울우유)와 소금(정제염, 해표)은 시중에서 구입하였다.
- 실험에 사용한 멥쌀은 2001년 수확된 일품벼(19% amylose)로서 도정한 멥쌀은 농촌진흥청 작물시험장으로부터 공급받았다. 그밖에 우유(서울우유)와 소금(정제염, 해표)은 시중에서 구입하였다.
데이터처리
- 모든 분석은 3번 반복실험하였으며 실험결과의 통계적 분석은 SAS 통계 프로그램(16)을 이용하여 평균과 표준편차를 구하였고, ANOVA와 Ducan's multiple range test로 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다.
이론/모형
- 타락죽의 퍼짐성은 line spread chart를 사용하였다. 60°C 로 유지된 시료 20g을 원통(지름 3cm × 높이 4.
성능/효과
- 타락죽의 색깔과 고소한 맛에 영향을 주는 주요 요인은 멥 쌀가루의 볶음과정 중 일어나는 Maillard 반응으로 생각되어 진다. 본 연구에서 사용한 볶음조건에서는 멥쌀가루의 L값이 185。(2에서 40분간 볶음 시 대조구보다 약 6% 감소하여, 갈 변정도가 크지 않은 것으로 나타났다. 또한 총 아미노산은 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나 개별 아미노산 중에서 lysine과 tryptophan, tyrosine 함량은 감소하였고, 총유리아미 노산 함량 및 멥쌀가루의 주요 구성당인 glucose 함량은 볶 음과정 중 일반적으로 감소하여 (Table 4) 이들 성분이 Maillard 반응에 관여한 것으로 생각된다.
- 2)ASX and GLX mean the sum of asparagine and aspartic acid, and glutamine and glutamic acid, respectively.
- DSC 측정에 의해 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 멥쌀가루 전분의 결정성이 감소하고(Fig. 1) 분자질서가 낮아지는 것으로 나타났으나(Table 5), 타락죽의 입안에서 알갱이와 같은 작은 덩어리를 느끼는 감촉은 대조구가 1.40이었으며 볶음온도와 시간이 증가함에 따라 유의적 (p<0.01)으로 증가 하여 185℃에서 40분간 볶은 쌀가루를 이용한 시료는 6.31 을 나타내었다. 이는 적은 수분함량 하에서 전분질 식품의 열처리가 transglycosidation을 통하여 새로운 가지구조를 형성하거나 혹은 효소저항전분을 형성하는 것과 관련이 있는것으로 생각된다(38).
- 이들로부터 제조한 타락죽의 L값, a값, b 값도 멥쌀가루와 같은 경향을 나타내었다. Glucose 함량은 볶음과정 중 일반적으로 감소하였으며, 총아미노산함량과 개별 필수 및 비필수아미노산 함량은 볶음과정 중 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나 lysine, tryptophan, tyrosine 함량은감소하였다. 또한 볶음과정 중 총유리아미노산 함량은 감소하였다.
- 아미노산조성은 glutamine과glutamic acid가 가장 높았으며 asparagine과 aspartic acid, leucine, valine, alanine, 그리고 cysteine과 cystine 등이 주요성분을 이루었고 tryptophane이 제한아미노산으로 나타났다. 개별 필수아미노산 및 비필수아미노산 함량은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나,lysine, tryptophan, tyrosine은 대조구가 건물당 57.36 mg/100 g, 29.23 mg/100 g, 66.35 mg/100 g에서 볶음과정 중 감소하여 185℃에서 40분 볶음 시에는 건물당 각각 36mg/100g, 13 mg/100g, 31 mg/100g을 나타내었다. 반면 총유리아미노산 함량은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 일반적으로 감소하여 , 대조구의 총유리아미노산 함량은 건물당 13.
- 멥쌀가루의 수분함량은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라 감소하였다. 단백질함량은 볶음과정 중 감소하였으며 볶음처리를 한 시료들 간에는 185℃에서 25분 볶은 멥쌀가루의 단백질함량이 유의적으로 가장 높았다. 멥쌀가루의 L 값은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라 감소하였고, a값과 b 값은 증가하였다.
- Table 3과 같다. 대조구의 구성당은 건물량을 기준으로 할 때 glucose가 81.5%로 주요 구성성분을 이루었으며, xylose가 0.14%, arabinose와 galctose가 소량으로 각각 0.09%와 0.05%를 나타내었다. 주요 구성당인 glucose 함량은 볶음과정 중뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나 일반적으로 대조구보다 감소하는 경향이었다.
- 주요 구성당인 glucose 함량은 볶음과정 중뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나 일반적으로 대조구보다 감소하는 경향이었다. 또한 xylose, arabinose, galctose의 함량도볶음과정 중 약간 감소하는 것으로 나타났다.
- 본 연구에서 사용한 볶음조건에서는 멥쌀가루의 L값이 185。(2에서 40분간 볶음 시 대조구보다 약 6% 감소하여, 갈 변정도가 크지 않은 것으로 나타났다. 또한 총 아미노산은 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나 개별 아미노산 중에서 lysine과 tryptophan, tyrosine 함량은 감소하였고, 총유리아미 노산 함량 및 멥쌀가루의 주요 구성당인 glucose 함량은 볶 음과정 중 일반적으로 감소하여 (Table 4) 이들 성분이 Maillard 반응에 관여한 것으로 생각된다. 그리고 우유의 첨가도 타락 죽의 고소한 맛과 색깔에 한 중요한 요인이 된다고 생각되어진다.
- 볶음과정은 멥쌀전분의 호화특성에 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 대조구의 호화최고온도(Tp)는 62.431 이었으나, 볶음온도가 145, 165, 185℃로 증가함에 따라 60.37, 59.10,56.5TC로 각각 감소하였다. 그러나 볶음시간에 따라서는 뚜렷한 변화를 나타내지 않았다.
- 그러나 자연전분의경우 2θ값이 16-19°사이에 명확한 두개의 peak를 나타내는데 비하여, 대조구의 X선회절도는 두개의 peak가 명확하지 않게 나타나 40℃에서 5시간 건조처리가 멥쌀전분의 결정성에 영향을 주는 것으로 생각된다. 볶음조건에 따른 멥쌀가루 전분의 X선회절도는 대조구와 유사하였으나 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 peak가 명확하지 않았으며, 크기와 강도도 감소하는 것으로 나타나 전분의 결정성이 감소한 것으로 생각된다. 전분의 결정성은 이중나선구조 형태로 존재하는 amylopectin 분자의 직선상의 .
- 반면 타락죽의 X선회절도로부터 멥쌀가루 전분의 결정성이 완전히 상실되었음을 알수 있었다. 볶음처리는 DSC에의한 멥쌀가루 전분의 호화특성에 영향을 미치는 것으로 나타났는데, 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 호화개시온도, 호화최대온도, 호화종결온도 및 호화엔탈피가 감소하였다. 또한 DSC 측정에 의해 타락죽의 가열과정 중 아밀로즈와 우유속의 지방산과의 사이에 amylose-Hpid 복합체를 형성한 것으로 생각된다.
- 볶음처리는 멥쌀가루 전분의 결정성에 영향을 주는 것으로 나타났는데, X선회절도에 의하여 대조구는 전형적인 A형의 결정 pattern을 나타내었으며 볶음온도와 시간이 증가함에 따라 peak의 크기와 강도가 감소하여 전분의 결정성은 감소하였다. 반면 타락죽의 X선회절도로부터 멥쌀가루 전분의 결정성이 완전히 상실되었음을 알수 있었다.
- 총아미노산 함량은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 건물당 1265~4709mg/100g를 나타내었으며, 볶음과정 중 뚜렷한 변화를 나타내지 않았다. 아미노산조성은 glutamine과glutamic acid가 가장 높았으며 asparagine과 aspartic acid, leucine, valine, alanine, 그리고 cysteine과 cystine 등이 주요성분을 이루었고 tryptophane이 제한아미노산으로 나타났다. 개별 필수아미노산 및 비필수아미노산 함량은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나,lysine, tryptophan, tyrosine은 대조구가 건물당 57.
- 볶음조건이 다른 멥쌀가루를 우유와 함께 가열하여 만든 타락죽의 점도와 퍼짐성은 Table 6과 같다. 점도는 대조구가 4821.3 cP이었으나 185℃에서 45분 볶음 시에는 1270 cP를 나타내어 감소하였으며 볶음온도와 시간이 증가함에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 한편 점도와는 반대로 퍼짐성은 대조구가 3.
- 대조구 멥쌀가루를 팬 위에서 5 mm 이하가 되도록 얇게 펴서 열풍건조기에서 145, 165, 185℃에서 각각 25분, 40분간 볶았을 때볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 멥쌀가루의 수분함량은 감소하였으며 165℃에서 40분간과 185℃에서 볶은 멥쌀가루는 수분을 함유하지 않았다. 조단백질은 단백질 품질의 한 지표가 될 수 있는데, 단백질함량은 대조구는 건물당 7.13%를 나타내었으나 볶음과정 중 감소하였으며 볶음처리를 한 시료들 간에는 185℃에서 25분 볶은 멥쌀가루의 단백질 함량이 7.04%로서 유의적으로 가장 높았다.
- 05%를 나타내었다. 주요 구성당인 glucose 함량은 볶음과정 중뚜렷한 변화를 나타내지 않았으나 일반적으로 대조구보다 감소하는 경향이었다. 또한 xylose, arabinose, galctose의 함량도볶음과정 중 약간 감소하는 것으로 나타났다.
- 총아미노산 함량은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 건물당 1265~4709mg/100g를 나타내었으며, 볶음과정 중 뚜렷한 변화를 나타내지 않았다. 아미노산조성은 glutamine과glutamic acid가 가장 높았으며 asparagine과 aspartic acid, leucine, valine, alanine, 그리고 cysteine과 cystine 등이 주요성분을 이루었고 tryptophane이 제한아미노산으로 나타났다.
- 85% 감소하였다. 총유리아미노산 함량의 감소는 개별 유리 아미노산 함량의 감소로 나타났으며, 유리 cysteine과 cysteic acid, phenylalanine tryptophane, lysine은 검출되지않았다(data 미제시).
- 타락죽에서 중요 하다고 생각되어지는 관능적특성은 고소한 맛과 입안에서 알 갱이가 씹히는 감촉 그리고 점도와 색깔이다. 타락죽의 고소한 맛(roasted nutty taste)은 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 유의적 (p<0.01)으로 증가하여 185℃에서 40분간 볶은 멥쌀가루로 만든 타락죽의 고소한 맛은 대조구 3.7에 비해6.46으로 맛의 강도가 매우 상승하였다. 타락죽의 색깔은 대조구가 1.
- 6)와 같은 경향을 나타내었다. 타락죽의 선호도는 대조구가 3.80이었고 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 선호도가 증가하여 185℃에서 25분 볶은 멥쌀가루로 만든 타락죽이 7.06으로 유의적 (p<0.01)으로 가장 높았다. 볶음 처리에 의한 관능적 품질특성의 향상에 대한 연구는 윤 등의 연구가 보고되어 있다(5).
- 한편 타락죽의 관능검사 결과 볶음온도와 시간이 증가함에 따라서 타락죽의 고소한 맛과 색깔 및 알갱이(gritty)를 느끼는 관능적 특성이 유의적으로 증가하였다. 점성은 165℃에서 25분까지는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 이후 감소하였다.
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